Розробка методології та процедури аналізу критеріїв успіху в імовірнісному аналізі ядерної захищеності

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКондратюк, Вадим Анатолійович
dc.contributor.authorГорбачик, Сергій Олегович
dc.date.accessioned2025-06-13T10:02:57Z
dc.date.available2025-06-13T10:02:57Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractГорбачик С.О. Розробка методології та процедури аналізу критеріїв успіху в імовірнісному аналізі ядерної захищеності. Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 143 – Атомна енергетика. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», МОН України, Київ, 2025. У вступі наведено обґрунтування актуальності роботи, визначено мету, об’єкт, предмет та методи дослідження. Вказано наукову новизну отриманих результатів та надано інформацію про особистий внесок здобувача, цінність та практичне значення роботи. Також зазначено інформацію про апробацію результатів та список публікацій по темі наукової роботи, описано структуру роботи. Атомна енергетика за останнє десятиліття переживає не найкращі часи. Якщо одні країни мають намір перейти від атомної енергетики до відновлювальної, то інші, навпаки, нарощують потенціал використання мирного атома. В ситуації, яка складається в Україні, внаслідок військової агресії та яка призвела до експлуатації атомних електростанцій (АЕС) в екстремальних умовах, необхідно дотримуватись політики нарощування потужностей в атомній галузі. Проте, всі ми пам’ятаємо уроки історії, трагічні наслідки після Чорнобильської катастрофи, аварії на АЕС Фукусіма, що викликали необхідність переглянути підхід до безпеки ядерних установок з огляду на їх експлуатацію. З подіями, що відбулися на Запорізькій АЕС, виникла необхідність переглянути підхід і до фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання. Дисертація присвячена розвитку такого напрямку сфери безпеки, як фізичний захист ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів,інших джерел іонізуючого випромінювання. З плином часу, всебічно прогресує розвиток технологій, що в певній мірі негативно впливає на стан фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання, так-як з’являються нові можливості обмежити працездатність системи фізичного захисту (СФЗ). У зв’язку з новими викликами, що з’явилися, розгляду мають підлягати не тільки модернізація та модифікація систем фізичного захисту, а й підходи, інструменти аналізу, вивчення та дослідження механізмів її оцінки. В роботі розроблено нові методи визначення критеріїв успіху функцій безпеки системи фізичного захисту та процедури їх виконання аналізу для фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання, як складової частини перспективного інструменту для імовірнісного аналізу фізичного захисту. У першому розділі проведено оглядовий аналіз літератури та законодавства в напрямку фізичного захисту ядерних установок. Важливим питанням, що підлягає розгляду в даному розділі, є аналіз діючої нормативно-правової бази з захищеності ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання та законодавства з фізичного захисту ядерних установок, що діє в Україні, з врахуванням рекомендацій та інструкцій від МАГАТЕ та інших організацій, що працюють у сфері фізичного захисту ядерних установок, з порівнянням їхніх основних відмінностей та особливостей. В даному аспекті, не менш критичною є проблема термінології та її визначення в різних законодавчих документах, інструкціях, рекомендаціях, зокрема важливим є питання перекладу з іноземних мов на державну, так як цей процес практично не регламентується нормативними документами. Відповідно, виникає необхідність привести у відповідність чинну нормативно-правову базу фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання з врахуванням світового досвіду та відповідних особливостей ядерної захищеності.У другому розділі визначено основні особливості фізичного імовірнісного аналізу (ФІА) та встановлено не характерні для традиційного імовірнісного аналізу безпеки (ІАБ) АЕС аспекти, які присутні в ФІА, тобто проведено аналіз проблем залучення традиційного ІАБ АЕС для ФІА. Для прикладу, з’являються такі складові, які не враховуються у традиційному ІАБ АЕС: поява внутрішніх та зовнішніх правопорушників, які можуть діяти окремо чи у змові; диверсія; особливості функцій безпеки (ФБ) СФЗ; характеристика та особливості роботи СФЗ; врахування фізичних бар’єрів захисту; особливості підходу до формування СФЗ, вибору її інженерно-технічних засобів (ІТЗ), їх конфігурація, та багато чого іншого. В процесі дослідження відповідних особливостей фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання, розроблено рекомендації щодо адаптації та врахування їх у ФІА. Важливою відмінністю між ФІА та традиційним ІАБ АЕС є підхід до попередньої підготовки інформації для проведення аналізу безпеки, зокрема потрібно отримати в повному обсязі всі необхідні дані для виконання якісної характеристики СФЗ, що пов’язано з обмеженим доступом до чутливої інформації. В цілому, збір необхідної інформації подібний до алгоритму дій зі збору інформації для проведення оцінки вразливості. Проте, у зв’язку зі специфічними особливостями залучення традиційного ІАБ АЕС для фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання, алгоритм дій зі збору інформації для проведення оцінки вразливості ядерних установок та ядерних матеріалів, може бути частково використаний при побудові подібного механізму для ФІА. На основі виконання другого розділу, частково сформульовано цілі, задачі та проблеми, що розглядаються у дисертації. Як висновок, алгоритм проведення ФІА та традиційного ІАБ АЕС є подібними, але мають певні відмінності у виконанні, через специфічні особливості, що пов’язані з фізичним захистом ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання.На основі дослідження алгоритмів проведення ФІА та традиційного ІАБ АЕС визначено відмінності у підходах, процедурах та методах до розробки імовірнісної моделі з наведенням характеристики етапів залучення апробованого інструменту для імовірнісного аналізу фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання. Наведена характеристика є стислою та узагальненою, так-як процес залучення традиційного ІАБ АЕС для фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання вимагає залучення значних ресурсів та необхідно врахувати обмеження з доступом до закритої інформації. Однією з важливих складових імовірнісного аналізу, як традиційного ІАБ АЕС, так і ФІА є аналіз критеріїв успіху (КУ) для виконання функцій безпеки відповідними системами, устаткуванням, обладнанням та діями персоналу. Для ФІА такий аналіз проводиться безпосередньо, як для СФЗ, так і для її складових систем, устаткування, обладнання та дій персоналу від яких залежить працездатність СФЗ. Тому основна увага в дисертаційній роботі приділяється розробці процедури виконання та методології визначення критеріїв успіху функцій безпеки СФЗ як складової частини перспективного інструменту для імовірнісного аналізу фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання. У третьому розділі розроблено власну процедуру виконання та методологію визначення критеріїв успіху функцій безпеки системи фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання. З використанням аналітичного підходу, визначено, що основні функції безпеки системи фізичного захисту відповідають функціям СФЗ, які запобігають виникненню та реалізації ядерних загроз. Основними функціями безпеки для системи фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання, які вважаються узагальненими є: попередження; виявлення; затримка; реагування; переривання. Оскільки СФЗ є сукупністю організаційно-правових та інженерно-технічних заходів та засобів, які перешкоджають злочинним діям по відношенню до ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання та беручи до уваги, що її працездатність визначається виконанням ФБ, то вона в ієрархічному порядку ділиться на ряд систем, устаткування, обладнання та інших складових елементів, які відіграють важливу роль у функціонуванні СФЗ, тому і для них визначаються власні ФБ. Таким чином, в даному розділі наведено власну методологію та алгоритм її виконання для визначення критеріїв успіху функцій безпеки СФЗ, досліджено можливі цілі, які потенційний правопорушник може обрати для своїх задумів, визначено основні та додаткові функції безпеки СФЗ та критерії успіху для них. Відповідно визначені, як основні (первинні) критерії успіху функцій безпеки СФЗ, так і вторинні КУ ФБ СФЗ, що визначаються в кожному конкретному випадку конфігурації СФЗ та в кожному випадку сценарію дій правопорушника з врахуванням конкретних умов, що накладаються. На основі виконання третього розділу, в повній мірі сформовано цілі, задачі та проблеми, що висвітлюються в дисертації. У четвертому розділі розглянуто підхід до оцінки критеріїв успіху функцій безпеки СФЗ, а саме процедуру визначення критеріїв прийнятності ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання та підхід до формування критеріїв прийнятності (КП) для критеріїв успіху функцій безпеки СФЗ. Для того, щоб підтвердити виконання критеріїв успіху функцій безпеки СФЗ, необхідно у відповідність до визначених КУ встановити КП, порушення меж яких свідчитиме про невиконання КУ та відповідно ФБ СФЗ, зокрема систем, устаткування, обладнання та інших її складових. На основі аналізу цих даних визначається працездатність системи фізичного захисту.При дослідженні критеріїв прийнятності для функцій безпеки СФЗ розглянуто підхід до визначення КП для ФБ СФЗ, визначено вимоги, принципи, основні процедурні кроки до встановлення та формування КП. Як результат, сформовано критерії прийнятності для основних критеріїв успіху функцій безпеки СФЗ, що визначені в попередньому розділі. Важливим моментом є те, що такий підхід дозволяє не тільки виявити вразливі місця в системі фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання, а й визначити надлишковий запас безпеки, що в подальшому дозволить оптимізувати СФЗ, розробивши план дій для реалізації організаційно-технічних заходів, які направлені на скорочення витрат в напрямку використання матеріальних, часових, технічних та людських ресурсів, за умови збереження відповідно встановленого рівня фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів, радіоактивних відходів, інших джерел іонізуючого випромінювання.
dc.description.abstractotherHorbachyk S.O. Development of a methodology and procedure for analyzing success criteria in probabilistic analysis of nuclear security. Qualification scientific work in the form of a manuscript. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in specialty 143 – Nuclear Power. – National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2025.The introduction provides a justification for the relevance of the work, defines the goal, object, subject and research methods. The scientific novelty of the results obtained is indicated and information is provided about the personal contribution of the applicant, the value and practical significance of the work. Information about the testing of the results and a list of publications on the topic of the scientific work are also indicated, and the structure of the work is described. Nuclear power has been going through difficult times over the past decade. If some countries intend to switch from nuclear energy to renewable energy, others, on the contrary, are increasing the potential for peaceful use of the atom. In the situation that is developing in Ukraine, as a result of military aggression and which led to the operation of nuclear power plants (NPPs) in extreme conditions, it is necessary to adhere to a policy of increasing capacities in the nuclear industry. However, we all remember the lessons of history, the tragic consequences after the Chernobyl disaster, the accident at the Fukushima nuclear power plant, which necessitated a review of the approach to the safety of nuclear facilities in view of their operation. With the events that occurred at the Zaporizhzhia NPP, there was a need to review the approach to the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation. The dissertation is devoted to the development of such a direction in the security sphere as the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation. Over time, the development of technologies is progressing comprehensively, which to some extent negatively affects the state of physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation, as new opportunities appear to limit the performance of the physical protection system (PPS). In connection with the new challenges that have emerged, not only the modernization and modification of physical protection systems should be considered, but also approaches, analysis tools, study and research of its assessment mechanisms. The paper develops new methods for determining the success criteria of the safety functions of the physical protection system and the procedures for performing their analysis for the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation, as a component of a promising tool for probabilistic analysis of physical protection. The first section provides a review of the literature and legislation on the physical protection of nuclear facilities. An important issue to be considered in this section is the analysis of the current regulatory framework for the security of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, other sources of ionizing radiation and legislation on the physical protection of nuclear facilities in force in Ukraine, taking into account recommendations and instructions from the IAEA and other organizations working in the field of physical protection of nuclear facilities, with a comparison of their main differences and features. In this aspect, no less critical is the problem of terminology and its interpretation in various legislative documents, instructions, recommendations, in particular, the issue of translation from foreign languages into the state language is important, since this process is practically not regulated. Accordingly, there is a need to bring the current regulatory framework for the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation into line with world experience and relevant features of nuclear security. The second section identifies the main features of physical probabilistic analysis (PPA) and establishes aspects that are not typical of traditional probabilistic safety analysis (PSA) of NPPs, which are present in PPA, i.e. an analysis of the problems of involving traditional PSA of NPPs for PPA is conducted. For example, the following components appear that are not taken into account in traditional PSA of NPPs: the appearance of internal and external offenders who can act separately or in collusion; sabotage; features of safety functions (SFs) of PPS; characteristics and features of PPS operation; consideration of physical barriers of protection; features of the approach to the formation of PPS, the choice of its engineering and technical means, their configuration, and much more.In the process of studying the relevant features of physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation, recommendations were developed for their adaptation and inclusion in the PPA. An important difference between the PPA and the traditional PSA of NPPs is the approach to preliminary preparation of information for conducting a safety analysis, in particular, it is necessary to obtain all the necessary data in full to perform a qualitative characterization of the PPS, which is associated with limited access to sensitive information. In general, the collection of the necessary information is similar to the algorithm of actions for collecting information for conducting a vulnerability assessment. However, due to the specific features of involving the traditional PSA of NPPs for the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation, the algorithm of actions for collecting information for conducting a vulnerability assessment of nuclear facilities and nuclear materials can be partially used when building a similar mechanism for the PPA. Based on the implementation of the second section, the goals, objectives and problems considered in the dissertation are partially formulated. As a conclusion, the algorithm for conducting PPA and traditional PSA of NPPs are similar, but have certain differences in implementation due to specific features associated with the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation. Based on the study of the algorithms for conducting PPA and traditional PSA of NPPs, differences in approaches, procedures and methods for developing a probabilistic model have been identified, with a description of the stages of involving a proven tool for probabilistic analysis of the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation. The above description is concise and generalized, since the process of involving traditional PSA NPP for the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, other sources of ionizing radiation requires the involvement of significant resources and it is necessary to take into account restrictions on access to classified information. One of the important components of probabilistic analysis, both for traditional PSA NPP and PPA, is the analysis of success criteria (SC) for the performance of safety functions by the relevant systems, equipment, equipment and personnel actions. For PPA, such analysis is carried out directly, both for the PPS and for its component systems, equipment, equipment and personnel actions on which the operability of the PPS depends. Therefore, the main attention in the dissertation work is paid to the development of the procedure for performing and the methodology for determining the success criteria for the PPS safety functions as a component of a promising tool for probabilistic analysis of the physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, other sources of ionizing radiation. The third section develops its own implementation procedure and methodology for determining the success criteria for the security functions of the physical protection system for nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation. Using an analytical approach, it is determined that the main security functions of the physical protection system correspond to the functions of the PPS that prevent the emergence and implementation of nuclear threats. The main security functions for the physical protection system for nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation, which are considered generalized, are: warning; detection; delay; response; interruption. Since the PPS is a set of organizational, legal and engineering and technical measures and means that prevent criminal acts in relation to nuclear installations, nuclear materials, radioactive waste, other sources of ionizing radiation, and taking into account that its performance is determined by the implementation of the SF, it is hierarchically divided into a number of systems, equipment, facilities and other constituent elements that play an important role in the functioning of the PPS, therefore, their own SFs are determined for them. Thus, this section presents its own methodology and algorithm for its implementation to determine the success criteria for the PPS security functions, explores possible goals that a potential offender may choose for his plans, identifies the main and additional PPS security functions and success criteria for them. Accordingly, both the main (primary) criteria for the success of the SPS security functions and the secondary SC of the PPS SF are determined, which are determined in each specific case of the PPS configuration and in each case of the offender's action scenario, taking into account the specific conditions imposed. Based on the implementation of the third section, the goals, objectives and problems covered in the dissertation are fully formed. The fourth section considers the approach to assessing the success criteria for the PPS security functions, namely the procedure for determining the acceptance criteria for nuclear installations, nuclear materials, radioactive waste, other sources of ionizing radiation and the approach to forming acceptance criteria (AC) for the success criteria for the PPS security functions. In order to confirm the fulfillment of the success criteria for the PPS security functions, it is necessary to establish AC in accordance with the defined SC, the violation of the limits of which will indicate the failure of the SC and, accordingly, the PPS SF, in particular systems, equipment, equipment and other components thereof. Based on the analysis of this data, the operability of the physical protection system is determined. When studying the acceptance criteria for the safety functions of the PPS, the approach to determining the SC for the SF of the PPS was considered, the requirements, principles, and main procedural steps for establishing and forming the AC were determined. As a result, acceptance criteria were formed for the main success criteria for the PPS safety functions, which were defined in the previous section. An important point is that such an approach allows not only to identify vulnerabilities in the physical protection system of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation, but also to determine the excess safety margin, which will further allow optimizing the PPS by developing an action plan for implementing organizational and technical measures aimed at reducing costs in the direction of using material, time, technical, and human resources, provided that the correspondingly established level of physical protection of nuclear facilities, nuclear materials, radioactive waste, and other sources of ionizing radiation is maintained.
dc.format.extent144 с.
dc.identifier.citationГорбачик, С. О. Розробка методології та процедури аналізу критеріїв успіху в імовірнісному аналізі ядерної захищеності : дис. … д-ра філософії : 143 Атомна енергетика / Горбачик Сергій Олегович. – Київ, 2025. – 144 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/74243
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectімовірнісний аналіз безпеки
dc.subjectкритерії успіху
dc.subjectкритерії прийнятності
dc.subjectфункції безпеки
dc.subjectядерна захищеність
dc.subjectфізичний захист
dc.subjectатомна енергетика
dc.subjectядерне паливо
dc.subjectядерні матеріали
dc.subjectфізичний імовірнісний аналіз
dc.subjectкваліфікація
dc.subjectаварія
dc.subjectексплуатація
dc.subjectдіагностика
dc.subjectматематичне та комп’ютерне моделювання.
dc.subjectprobabilistic security analysis
dc.subjectsuccess criteria
dc.subjectacceptance criteria
dc.subjectsecurity functions
dc.subjectnuclear security
dc.subjectphysical protection
dc.subjectsabotage
dc.subjectnuclear materials
dc.subjectphysical probabilistic analysis
dc.subjectqualification
dc.subjectaccident
dc.subjectoperation
dc.subjectdiagnostics
dc.subjectmathematical and computer modeling
dc.subject.udc621.039.58-047.44(043.3)
dc.titleРозробка методології та процедури аналізу критеріїв успіху в імовірнісному аналізі ядерної захищеності
dc.title.alternativeDevelopment of a methodology and procedure for analyzing success criteria in probabilistic analysis of nuclear security
dc.typeThesis Doctoral

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Horbachyk_dys.pdf
Розмір:
2.77 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Дисертації (АЕ)
Дисертації (вільний доступ)